基于单片机的数控主直流稳压电源的设计(含程序)

完成学业后设置论文基于单片机的数控直流电源设计指导教师姓名：专业名称：应用电子技术班级学习编号：论文提交日期：2016年12月16日论文答辩日期：2016年12月17日摘要信息由于电源设备性能的限制，将对开关电源性能的影响降至最低的传统应用技术对于设计高性能开关电源来解决一般电源不准确的问题至关重要。本文介绍了基于STC12C5A60S2单片机的数控直流电源设计。该电路详细介绍了系统的总体结构、硬件和软件设计。使用STC系列单片机作为整个设备的控制设备，更改输入数字量以更改输出电压值，通过集成op放大器放大和发送输出间接更改输出电压大小，输出电压在0到12v之间，0。设计了1V步进值为0.1v的精确电压调节CNC直流电源电路，具有高输出精度和直观的液晶屏。关键字STC；数控电源AbstractThe traditional application technology due To power The performance of The devices limit switch power supply To minimize The influence of performancebased on STC 12 c5a 60s 2 series single chip machine as the center，combined with digital reflect control technology，By changing the inside it will indirely alters output voltage . this source supply has the advantages of high accuracy on output and liquid crystal display visual character关键字STCnumericalcontrolled；Voltage-stabilized source目录线程1第一章概述21.1系统研究方向21.2研究方法21.3研究阶段21.4设计要求3显示1.5回路方案选择31.6系统方块图图图3第二章原理设计42.1基准电压电路设计42.2显示电路设计42.3键电路设计52.4运放电路设计62.5电源电路设计6第三章主要设备简介73.1 STC微控制器73.2 DAC083293.3 LCD1602113.4键盘11第四章软件设计134.1软件设计134.2软件设计流程图13第五章调试流程145.1调试阶段和解决方案145.2数据测量14第六章作品展示15结论17审计18参考文献19附录a程序20附录b结构图24引言数控电力从80年代开始实际发展，在此期间，系统的电力电子理论开始成立。这些理论为以后的发展提供了良好的基础。此后一段时间内，数控电源技术有了很大的发展。但是，数值控制水平达不到要求，分辨率不高，电源密度低，可靠性低的缺点。因此，数控电源的主要发展方向是为了对这些缺点进行持续改进。单片机技术和电压转换模块的出现为精确的数控电源的开发提供了有利的条件。随着新的转换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理设备的开发和应用，90年代出现了NC精度达0.05V、功率密度达每立方英寸50瓦的NC电源。Cnc电源可分为组件、主电路和控制三部分。目前在电力电子设备领域，几乎大部分是为了旋转开关调节电压，调节精度不高，经常跑来跑去使用很麻烦数字智能电源模块旨在减少生产过程中的不确定性和人参与的链路数，有效解决电源模块(如可靠性、智能、产品一致性)的工程问题，从而显着提高生产力和产品可维护性。使用数字控制的电源具有明显的优点，例如：1)易于采用高级控制方法和智能控制策略，提高了电源模块的智能化水平，进一步提高了性能。2)控制能力强，系统升级简单，无需更改硬件线路即可在线修改控制算法。3)控制系统的可靠性提高，易于标准化，控制软件稍作调整，即可对不同系统(或不同型号的产品)使用集成仪表板。4)系统维护方便，出现故障时，可以通过RS232界面或RS485界面或USB界面轻松调试，查看错误、查看历史记录、解决问题、修复软件，甚至在线修改、调试控制参数；5)系统一致性好，成本低，制造方便。控制软件与模拟设备一样没有差别，所以一致性很好。软件控制大大减少了仪表板的体积，降低了生产成本。6)轻松配置高可靠性多模块逆变器并联运行系统。为了实现高性能并行执行反相器系统，每个并行执行反相器单元模块通过全数字控制实现模块间的电流共享控制和通信无缝，或在模块内实现复杂的电流共享控制算法(不需要通信)，实现高可靠性、高冗馀的反相器并行执行系统。第1章概述1.1系统研究方向本系统研究的直流电源主要是符合智能化、数字化和模块化的特点。智能性主要是指系统具有智能控制系统的可编程模块。数字化主要是指系统输出电压显示为液晶，通过钥匙可以通过连续步进数字调整输出电压。模块化是指系统由各种相关模块组成，提高了系统的可靠性。1.2研究方法硬件电路设计、生产、程序调试和性能测试使用STC12C5A60S2芯片作为控制器，P0端口和DAC0832上的数据端口，DA上的8英尺基准电压(UREF)将直接连接。LM336集成电路是一种精密的5V稳压器，对应于动态电阻为0.2 的5V发电机，可微调基准电压和温度系数。通过调整可调电阻，将LM336的输出电压调整为5.12V，DAC的8英尺输出电压的分辨率为5.12V/256=0.02V。也就是说，DAC输入数据端的电压增加1，电压增加0.02。如果此电源的输出电压为0到12v，则最大输入数据为120(相应的二进制值=2.4v)，DAC输出值为2.4V，这意味着输入数据在0到2.4V(实际值为0到2.4)之间变化。DAC输出电压由集成放电相放大，然后输出0到12v电压。为了满足输出电压要求，集成运算放大器比例必须是5倍。实际使用中，调整电位器值以满足排水要求。集成运放放大电压通过晶体管配置发射器扩展到最终电压输出。1.3研究阶段电路设计、生产、程序调试和性能测试。具体的研究阶段包括：1、完成数控直流电源系统设计，使用Protel绘制电路图后制作PCB板；2、生产数控直流电源硬件电路；3、编写程序进行系统调试；4、使用仪表测试系统性能。1.4设计要求该系统结构选择STC微控制器作为控制核心，结合液晶显示屏和键电路在液晶上显示，通过转换器转换为模拟电压，并与液晶显示值进行比较。1、液晶显示初始值06.0v；2，0.1V为了实现步进；3，电压范围为0-12v。显示1.5电路计画选取液晶显示器，单片机系统使用更多的数码管显示硬件电路，比较简单，不需要驱动电路，显示更稳定的显示器。数码管使用数码管显示需要驱动电路。这就使得很多晶体管和电阻无形地增加了硬件电路的复杂性，不利于电路的调试和电路的不稳定性。概括地说，选定的液晶显示电路1.6系统方块图系统由由单独模块组成的系统图组成，如图1.1所示。即可从workspace页面中移除物件。液晶显示器关键电路单一电影机器界通票控制系统电源电路电气压迫输出局控制剂D|A转换5V15V输出放开大电气路图1.1系统方块图第二章电路设计2.1基准电压电路设计LM336集成电路是精密的5V稳压器，对应于具有0.2 动态电阻的5V发电机，其微调端可微调基准电压和温度系数。调整可调电阻，将LM336的输出电压调整为5.12V。图2.1基准电路2.2显示电路设计用数码管显示，价格便宜，但具有端口数更多、功耗大、显示功能不完整的优点。1602 LCD显示器占用的端口较少，显示功能全面，驱动电流少。选择1602液晶屏。如图2.2所示。图2.2 LCD1602显示电路2.3键电路设计该系统使用两个键2、键3实现“”步进控制和使用键KEY2重置电路0 6.0V。如图2.3所示。图2.3密钥部分2.4运放电路设计该系统的运算放大器电路主要通过连接D/A转换器(DAC0832)将内部电流转换为模拟电压的芯片UA741实现，其中完成了从数字电压到模拟电压的转换，其后是级联op放大器741，转换后的模拟电压扩大到所需大小。电路的最后一张快照与电路一起进一步稳定输出电压。该电路相对稳定，常用芯片的性价比高。图2.4 op放大器电路2.5电源电路设计系统由两个电源(主电源和辅助电源)驱动，电源变压器有中心卡舌，LM7915(电压调节器芯片a)，LM7815(输出三端子电压调节器图b)大小相同，极性相反，出租车15 v通过LM7805获得5 v电压。其中，15 V是主电源，通过变压器和桥接器配对，然后过滤，一个通过LM7815接收15V，用作具有死角输出的电源。板15伏作为集成运放的电源；用单片机系统和显示电路电源5 V .如图2.4所示。图2.5电源电路第三章主要设备简介3.1 STC微控制器STC12C5A60S2 STC12C5A60S2主要性能：(1)高速：一个时钟周期/机器周期，8051内核的速度比常规8051快8至12倍，(2)作业频率：0至35MHZ，一般8051:0至420MHZ对应于；(3)时钟：外部修正或内部RC振荡器选项，ISP在下载编程用户程序时设置；(4)4个16位计时器，常规8051兼容计时器T0/T1，2-way PCA实现2个计时器；(5)可编程时钟输出功能，T0在P3.4输出时钟，T1在P3.5输出时钟，BRT在P1.0输出时钟；(6)与具有硬件乘法/除法命令的通用8051命令兼容的高级指令集结构；(7)每个I/O端口驱动力达到20毫安，但整个芯片不能超过55毫安。图3.1STC12C5A60S2STC12C5A60S2AT89C51针脚功能VCC(40英尺):电源电压。GND(20英尺):接地。P0.0-p 0.7 (39-32): P0端口为8位复盖提供了双向I/O端口，每只脚接收8TTL门电流。P1上的接脚定义为第一次写入1时的高阻抗输入。P0可用于外部程序数据存储，可定义为数据/地址的第8位。在对FIASH进行编程时，P0端口将作为源代码输入端口运行，FIASH验证时，P0输出源代码必须拉出P0外部。P1.0-P1.7(1-8脚):P1端口是提供内部池电阻的8位双向I/O端口，P1端口缓冲区可以接收输出4TTL门电流。如果P1喷嘴记录为1，则由于内部拉力，内部拉高，可以用作输入，并且如果P1端口外部下拉级别低，则输出电流。在FLASH编程和验证中，P1端口将作为第8个地址接收。P2端口是内部池电阻的8位双向I/O端口，P2端口缓冲区可接收，输出4个TTL门电流，P2端口记录为“1”时，插针被拉至内部池电阻并用作输入。因此，作为输入，P2端口的端号向外拉，电流输出。这是因为内部拉动。访问P2端口外部程序存储或16位地址外部数据存储时P2端口输出地址的前8位。如果给定地址“1”，则使用内部池